Правило Найквиста в контексте сканирования

Статус
Закрыто для дальнейших ответов.

igors

Участник
Сообщения
1 736
Реакции
378
Ответ: Правило Найквиста в контексте сканирования

DimB сказал(а):
Это если мы переведем результаты первого преобразования в аналоговый вид. Или будем фиксировать отсчеты не в цифровом, а опять же аналоговом виде.
У Вас какая то каша в голове. Я не говорил ни про цифровой, ни про аналоговый вид. Только о спектре сигнала.
 

DimB

15 лет на форуме
Сообщения
766
Реакции
392
Ответ: Правило Найквиста в контексте сканирования

Вот отсканировал.
Почему это каша? Просто я инженер-радиотехник (несостоявшийся правда), подхожу к этому немного по другому. Сканирование есть оцифровка аналоговых сигналов отраженных (или др.) от исходного образа, при котором желательно (а лучше обязательно) применять обсуждаемую теорему (правило) для последующего качественного восстановления (воспроизведения) этого образа. А какой спектр у результатов оцифровки? Да никакого (точнее свой собственный, со своей fв), пока мы его не восстановим из этих результатов.
Что неправильно?
 

Вложения

  • Kotelnikov0-2.png
    Kotelnikov0-2.png
    409.2 КБ · Просм.: 857
  • Kotelnikov0-1.png
    Kotelnikov0-1.png
    402.1 КБ · Просм.: 778

igors

Участник
Сообщения
1 736
Реакции
378
Ответ: Правило Найквиста в контексте сканирования

DimB сказал(а):
Вот отсканировал.
Почему каша, просто я инженер-радиотехник (несостоявшийся).
Это наверное начало.
DimB сказал(а):
А какой спектр у результатов оцифровки? Да никакого, пока мы его не восстановим.
А следствие, то что у "результатов оцифровки" тоже есть спектр, и наверное в силу пункта 1, я вам не смогу этого обьяснить.
P.S. Как только некая сущность меняется во времени или пространстве, у нее есть спектр (частотный) и неважно она аналоговая или оцифрованная (сущность).
 

DimB

15 лет на форуме
Сообщения
766
Реакции
392
Ответ: Правило Найквиста в контексте сканирования

DimB сказал(а):
точнее свой собственный, со своей fв
см. выше. Пока правил, ситуация несколько изменилась…


Не по теме:
Начало вряд ли, 18 лет назад
 

DimB

15 лет на форуме
Сообщения
766
Реакции
392
Ответ: Правило Найквиста в контексте сканирования

igors сказал(а):
P.S. Как только некая сущность меняется во времени или пространстве, у нее есть спектр (частотный) и неважно она аналоговая или оцифрованная (сущность).
Безусловно. Но опять же, для дальнейшей передачи этой «оцифрованной сущности» по цифровому каналу нет никакой нужды в использовании теоремы. Либо «0» либо «1» + контрольная сумма (и возможно избыточное кодирование для восстановления ошибочно переданной информации). При передаче сущности по аналоговому каналу fв (Ваше F) мы вольны выбрать любую (поскольку передавать будем только два состояния «0» и «1»), т.е. и в этом случае достаточно значительно более узкого канала.
 

DimB

15 лет на форуме
Сообщения
766
Реакции
392
Ответ: Правило Найквиста в контексте сканирования

Правильно будет не (Ваше F), а (Ваши «4F»)
 

DimB

15 лет на форуме
Сообщения
766
Реакции
392
Ответ: Правило Найквиста в контексте сканирования

Пардон…
предыдущий пост #166 выкидываем
DimB сказал(а):
При передаче сущности по аналоговому каналу fв (Ваше F) мы вольны выбрать любую
Здесь чересчур углубился. Это смотря какие аналоговые сигналы мы сопоставим «0» и «1».

И вообще, какая может быть модуляция в цифровом канале?
 

Tau_0

Участник
Сообщения
217
Реакции
0
Ответ: Правило Найквиста в контексте сканирования

"step 1: Берем этот образец (с некоторой частотой, которую мы забыли). Записали (по правилу Найквиста, с удвоением записи)."
Извините, полный бред. Частоту забыли, но записали по правилу. Если забыли, что пиcали?
Igors пост #151

Igors:), Какой хрен бред --- мы передаём информацию (изображение в частности) в КАНАЛЕ… А куда --- и что потом с ней делать --- это совсем другой и очень интересный вопрос…

Да и предел её (информации) передачи одним из Ваших оппонентов достигнут…

P.S. Вы сами не зацикливайтесь на какой-то конкретной схеме…

P.S Личное время наблюдателя ….Пятница…. 14::51:XX 30 октября 2009г от Рожества Христова…

Всем, кто видит НАС --- наше Сердечное --- Здравствуйте…
 

Tau_0

Участник
Сообщения
217
Реакции
0
Ответ: Правило Найквиста в контексте сканирования

DimB:), Это частность она меня сейчас слабо сейчас интересует… Но цифровой сигнал может сбоить… Я за последнее время чисто ничего не смог передать…
Возможно, Вам больше повезет

P.S. Не поговорите сами с собой…

PPS Личное время наблюдателя ….Пятница…. 16::40:XX 30 октября 2009г от Рожества Христова…

Всем, кто видит НАС --- наше Сердечное --- Здравствуйте…
 

Tau_0

Участник
Сообщения
217
Реакции
0
Ответ: Правило Найквиста в контексте сканирования

Igors:), Чтоб Вас --- утомили Вы меня своей догадливостью..., а какая тропическая сила заставляет Вас рвать пространство --- время …

Это единая сущность --- уж не помню сколько лет…
Это уже давно как классика…

Ковыряйте уж, если неймётся, хотя бы в ЭТОМ направлении…
А не блох ловите...

PPS Личное время наблюдателя ….Пятница…. 18::04:XX 30 октября 2009г от Рожества Христова…

Всем, кто видит НАС --- наше Сердечное --- Здравствуйте…
 

Tau_0

Участник
Сообщения
217
Реакции
0
Ответ: Правило Найквиста в контексте сканирования

sabos сказал(а):
Строгий ответ — нет. В сетчатке есть «негармонический» механизм edge detection. Он включается не всегда, реагирует только на резкие границы. Поэтому мы делим наши сцены, наши primary images на два класса — «гармонические» и «негармонические». В первом классе чувствительность (порог визуальной заметности, или «технарски» SNR, signal-to-noise ratio) зрения не превышает 1.6% (к крупным, более 20 угловых минут, объектам при ярком, более 100 кд/м2 освещении), во втором — чуть лучше 0.4% (при условии, что у объектов есть небольшая, 1-5 угловые минуты, и при этом контрастная граница).

Кроме сетчатки, «негармонические» механизмы есть и в коре. Самый известный — детектор «выражения лица», заточенный только на опознавание гримасы сородича. Есть еще «сексуальные» детекторы, но о них не будем ...

Вот ЭТО пост sabos:) #138 по любому --- из разряда “Мощно вставило” --- К нему мы позже обязательно ещё вернемся --- Сейчас мне некогда…

Всем, кто видит НАС --- наше Сердечное --- Здравствуйте…

PS Личное время наблюдателя ….Пятница…. 19::20:XX 30 октября 2009г от Рожества Христова…


PPS Надо Рвать Дурную бесконечность И МЫ ЕЁ ПОРВЁМ...

Всем, кто видит НАС --- наше Сердечное --- Здравствуйте… и / или Физкульт --- Привет!!!
 

igors

Участник
Сообщения
1 736
Реакции
378
Ответ: Правило Найквиста в контексте сканирования

Moderatorial: первое предупреждение -- оно же последнее.
 

igors

Участник
Сообщения
1 736
Реакции
378
Ответ: Правило Найквиста в контексте сканирования

sabos сказал(а):
Не вопрос.

step 1: Берем образец с некоторой частотой (неизвестной заранее). Записали (по правилу Найквиста, с удвоением записи). Воспроизвели безупречно. Частоту забыли, остался лишь образец.
step 1: Берем этот образец (с некоторой частотой, которую мы забыли). Записали (по правилу Найквиста, с удвоением записи). Воспроизвели безупречно. Забыли, остался лишь образец.
step 1: ...

Пойдем по циклу?
sabos, я так понял, что мое мнение для Вас не авторитет. Назовите любого математика в мире, кто для Вас авторитет. И мы у него спросим можно ли применить Котельникова дважды. У меня есть способ обратиться к любому математику с вопросом.
 

sabos

Участник
Сообщения
1 909
Реакции
285
Ответ: Правило Найквиста в контексте сканирования

igors сказал(а):
Частоту забыли, но записали по правилу. Если забыли, что пиcали?
Sorry, неаккуратно сформулировал. Давайте так:

1. Берем шкалу с частотой 1000 cycles per inch (как в примере из поста №136), сканируем (по правилу Найквиста, с удвоением записи) в 2000 spi, распечатываем, файл выбрасываем.
2. Берем распечатку, сканируем, распечатываем, файл выбрасываем.

Откуда два вопроса:
- какая частота (пространственная разрешалка) понадобится при распечатке (пусть step 1)?
- какая частота (пространственная разрешалка) понадобится при втором сканировании?
igors сказал(а):
то спектральный диапазон следующего канала должен быть более чем [0 . 4F].
Не усложняем сущности без необходимости.

Не по теме:
Личная просьба — поменьше эпитетов. Все эти «авторитетные» и «бредовые» лишь затрудняют рассуждения, делают их неряшливыми.
 

Nikolay_Po

Частично освоивший
15 лет на форуме
Сообщения
588
Реакции
194
Ответ: Правило Найквиста в контексте сканирования

sabos сказал(а):
...Берем шкалу с частотой 1000 cycles per inch (как в примере из поста №136), сканируем (по правилу Найквиста, с удвоением записи) в 2000 spi...
Вот здесь хотел сказать нарушение, но подумав, граничное условие применения теоремы Котельникова. Вот выдержка из теоремы: "Любая непрерывная функция s(t), спектр которой ограничен частотой Fmax, полностью определяется последовательностью своих значений в моменты времени"... Ключевая фраза "ограничен частотой Fmax", что подразумевает, что на частотах выше Fmax энергии сигнала перед выборкой (сэмплированием) нет. В классической, корректной системе оцифрвки, передаточная функция низкочастотного фильтра перед устройством выборки ОБЯЗАНА обеспечивать близкий к нулю коэффициент передачи на любой частоте СРАЗУ за половиной частоты дискретизации (Fs/2). Так как фильтрация по сути аналоговая (оптика) и крутизна спада АЧХ (MTF) не бесконечна, для выполнения этого условия, частота среза фильтра (по сути оптики сканера) должна находится заметно ниже половины частоты дискретизации (Fs/2). См. рис.
Так что для восстановления сигнала в реальной системе, частота дискретизации всегда должна быть больше, не равна 2Fmax.
Откуда два вопроса:
- какая частота (пространственная разрешалка) понадобится при распечатке (пусть step 1)?
- какая частота (пространственная разрешалка) понадобится при втором сканировании?
Если идеализировать систему, то достаточно частоты 2000 во всех случаях. Сколько бы копий с копий мы ни делали.
На практике, разумеется, частота выборки должна быть выше, хотя бы 2400, лучше 4800. Иначе на частоте 2000 Вы получите сплошной малоконтрастный муар. Разумеется и в случае многократного копирования нет необходимости при каждом следующем сканировании повышать частоту дискретизации, так как спектр полезного сигнала ограничен и никуда не растёт.
 

Вложения

  • F1.png
    F1.png
    8.8 КБ · Просм.: 927

sabos

Участник
Сообщения
1 909
Реакции
285
Ответ: Правило Найквиста в контексте сканирования

Nikolay_Po сказал(а):
Так что для восстановления сигнала в реальной системе, частота дискретизации всегда должна быть больше, не равна 2Fmax.
Бесспорно. Коэффициент 2 — это предельный случай (математический, абстрактный). Меньше 2 — неизбежны потери, 2 и больше — потерь можно избежать (а можно и не избежать). Насколько мы их избегаем — уже не математический вопрос, уже практический, уже инжиниринг.
Nikolay_Po сказал(а):
Разумеется и в случае многократного копирования нет необходимости при каждом следующем сканировании повышать частоту дискретизации, так как спектр полезного сигнала ограничен и никуда не растёт.
Отлично! Собственно это нам ув. Котельников с Найквистом и пытались подсказать :).
 

Nikolay_Po

Частично освоивший
15 лет на форуме
Сообщения
588
Реакции
194
Ответ: Правило Найквиста в контексте сканирования

Про потери, связанные с пространственной (пиксельной) дискретизацией​

В идеальной системе можно сколько угодно воспроизводить, а затем передискретизировать полезный сигнал с разным (в т.ч. иррациональным) соотношением частот дискретизации без потери сигнала в полосе частот 0..Fsmin/2 (где Fsmin - минимальная частота выборки).
То есть, если спектр исходного сигнала жёстко ограничен сверху частотой Fmax, выше которой нет ни сигнала, ни шума (для этого нужен хороший фильтр нижних частот на входе, о чём я писал несколько страниц назад), то такой сигнал может быть полностью воспроизведён (и заново дискретизирован) с любой частотой выборки, единственное условие которой - Fs>Fr*2, где Fr - частота заграждения ФНЧ фильтра перед дискретизацией оригинала, выше которой все спектральные составляющие подавлены.
 

TRANTOR

Son of a Gun
R.I.P.
Сообщения
4 566
Реакции
2 956
Ответ: Правило Найквиста в контексте сканирования

Nikolay_Po сказал(а):
для этого нужен хороший фильтр нижних частот на входе
Для этого есть цифровые фильтры (включая передискретизацию и интерполяцию - 3-в-1, скажем так '))'. По крайней мере, в рамках АЦП для аудио-применений. Может быть и для изображений что-то можно придумать.
 

sabos

Участник
Сообщения
1 909
Реакции
285
Ответ: Правило Найквиста в контексте сканирования

TRANTOR сказал(а):
Для этого есть цифровые фильтры
Коллеги, вы правильно говорите, но... Но — котлеты отдельно, мухи отдельно. Повторять ошибку топикстартера не нужно, каждой задаче (каждому вопросу) — свой ответ. Если начинать разговор про optimizing этой задачи, то придется сперва дать очень непростые определения. Пусть — что есть шум? Шум в визуальном смысле. Это далеко не такой очевидный вопрос. Он ведет нас к крайне сложным задачам восприятия, сперва к определению понятия порога различимости just noticeable difference, а затем автоматически и к вопросу метрики восприятия. И здесь мы скисаем, и ваш покорный в т.ч. Мы сейчас лишь работаем над этим вопросом.
 

Nikolay_Po

Частично освоивший
15 лет на форуме
Сообщения
588
Реакции
194
Ответ: Правило Найквиста в контексте сканирования

sabos сказал(а):
Если начинать разговор про optimizing этой задачи, то придется сперва дать очень непростые определения. Пусть — что есть шум? Шум в визуальном смысле...
К сожалению, сканер не знает, что есть шум в визуальном смысле. И, как только перестают полностью выполняться условия теоремы Котельникова, например, ненулевое значение МТФ на половине частоты выборки у объектива сканера + наличие шума зерна плёнки выше этой частоты, сканер, в полном соответствии с природой дискретизации, переведёт шум с частот Fs/2+Fn ("не визуальный") на частоты Fs/2-Fn, то есть, в нашу область интереса. И вполне вероятно, что шум из "не визуального" превратиться во вполне "визуалный" :( .

При всём уважении к sabosу не могу ещё раз не отметить этот факт. Хотя и отмечу так же, что вопрос всё же можно снять, но лишь убедившись, что значение шума на частотах выше Fs/2 действительно пренебрежимо мало.
 
Статус
Закрыто для дальнейших ответов.